基于LabVIEW虚拟仪器技术的海洋环境监测数据采集与处理系统

介绍一种基于LabVIEW虚拟仪器技术的数据采集与处理系统。该系统以单片机和计算机为硬件平台,采用高精度16位Σ-ΔA/D转换器AD7705对采集到的信号进行A/D转换,通过串口进行数据通信,实现了叶绿素浓度的计算机自动采集、实时数据显示、分析和数据管理等功能。该实现方案还可用于温度、盐度等参数的高精度自动数据采集系统,在海洋环境监测中具有推广应用的现实前景。     

CHZ海洋重力仪的多通道数据采集系统设计

介绍了24位A／D转换器AD7714的性能、特点,以及它与AT89C2051单片机构成的CHZ海洋重力仪多通道数据采集系统。用Visual Basic6．0实现了视窗界面的各通道测量数据的实时图形显示、存储和打印。     

嵌入式风关海洋环境噪声反演系统的研究

设计开发了一种基于DSP(D ig ita l S igna l P rocessor)的超低功耗风关噪声嵌入式反演平台。在分析浅海风关噪声特性的基础上对水声传感器采集的风关噪声信号放大滤波和A/D转换,并在DSP上实时进行反演运算,运算结果和原始采集数据用硬盘进行大容量存储。反演系统在中国南海海域进行了实验,系统稳定工作时间超过100 d,数据采集完整,反演结果基本反映实际情况。     

低功耗、大存储量海洋环境噪声监测系统的研究

设计开发了一种超低功耗海洋环境噪声监测系统.它能对水听器采集的噪声信号进行自动增益放大、数字滤波和A/D转换,并对原始采集数据用Flash进行大容量存储及回放.系统在屏蔽室和水槽进行了实验.工作稳定,数据采集完整,数据回放处理结果反映了实际情况.     

一种可存储式叶绿素监测仪的设计方案

介绍一种简洁经济的可存储式叶绿素监测系统设计方案。该系统采用W ETLABS公司的W etstar叶绿素荧光计作为检测传感器,使用16位Σ-ΔA/D转换器AD 7705进行A/D转换,并由单片机AT 89C 51控制采集及存储数据。用户利用VB操作平台,通过串口实现对该系统的操作配置和数据通信。实验结果表明,该叶绿素监测系统精确可靠,成本低廉,容易推广。     

电子罗盘校准方法的设计与实现

电子罗盘在波浪浮标中用于实时提供波浪浮标所处的方位.为解决嵌入了Matlab的电子罗盘校准系统可移植性差、过程繁杂、运行速度慢的问题,设计了新的校准系统.将由14位串行A/D转换器Max194从波高数据采集系统中获得的模拟信号转换成的数字信号接入到微控制器中,微控制器负责控制方位数据的采样频率和A/D转换芯片,再利用串口转换芯片将输出的电平信号转换成RS232信号,由计算机对此进行处理.该系统采用了绘图功能完备、处理速度出众、可移植性好的ProEssentials结合VC++来处理多功能方位测试台采集到的方位数据,并绘制成采样数据比较图和误差图,来直观地展现电子罗盘的误差情况.实验测试表明,该电子罗盘校准系统具有可移植性好、功耗低、稳定性强、运行速度快的特点.该校准系统已经广泛应用于波浪浮标、3m浮标等的生产中.     

ARM和FPGA在水声浮标数据采集存储中的应用

介绍了ARM(advanced RISC machines,英国电子公司)和FPGA(可编程逻辑阵列)在水声浮标(文中简称新型浮标)数据采集存储中的应用。利用FPGA丰富的硬件资源实现新型浮标系统多通道同步采样,并在ARM模块中移植Windows FAT32文件系统,嵌入USB底层驱动,实现采集数据的高速存储。描述了系统设计与实现,并对该数据采集存储系统进行了通道隔离度、动态范围、系统自噪声和功耗等指标测试。实验结果表明,该系统通道隔离度90d B(参考1V);动态范围≥110d B(参考1V);系统自噪声≤40d B(参考1 n V);系统总功耗为4.2 W。     

一种由微机控制的波浪数据采集系统

该波浪数据采集系统应用重力测波仪作传感器,由IBM—PC/XT微型计算机控制,将模拟信号经过A/D转换器进行波浪数据采集。采集到的数据按设计格式存入软盘,以便用处理程序进行统计和谱分析。本系统的数据采集程序在1987年9—11月西太平洋热带海域考察中得到应用,取得了较好的效果。     

基于SD卡的水声信号采集系统设计

针对宽频带水声信号长时间高速采集与实时记录的难题,设计了以大容量SD卡作为存储介质的水声信号高速采集与大容量实时存储系统。该系统通过在嵌入式系统中应用SD2.0协议和改进的FAT32文件系统,重点解决了大容量数据实时存储的难题。海洋实验结果表明该系统设计合理,使用方便,工作可靠,能够满足工程需要,并具有较强的通用性和扩展性,工程应用前景广阔。     

面向即插即用的物联网传感设备数据采集系统

在物联网中,每次新传感设备的接入都需编写复杂、繁琐的数据采集程序代码。本文提出了一种能够对物联网传感设备实现即插即用的数据采集软件系统设计方法,该系统基于本文提出的一种新的接口广播即插即用通信协议(IP-PCP),在不需要配置和额外操作的情况下可以对接入系统的传感设备实现数据采集。针对目前无法使用该协议的传感设备,设计了软件中间件以实现该类传感设备的即插即用。通过实验验证了该设计方法的有效性,采用该方法可明显提高数据采集软件系统的设计效率。     

基于DSP的水下图像传输系统研究

本文研究了基于高性能的DSP芯片TMS320C549的水下图像传输系统，并采用Goertzel算法进行信源编码和MFSK调制方式、运用Turbo码进行信道的编、解码，来实现水下视频图像高速数据传输的目的。     

Underwater Acoustic Image Transmission System Based on DSP

The underwater acoustic image transmission system based on the high-speed DSP device TMS320C549 has been studied.We use Goertzel algorithm for source decoding and MFSK for modulation.Turbo code is used for channel coding and decoding.The purpose is to implement underwater video image data transmission.     

An efficient architecture for real-time narrowband beamforming

A short finite impulse response (FIR) filter architecture for narrowband beamforming is presented that is well suited for active sonar applications. By applying the technique of adaptive modeling, a short FIR filter can be designed to carry out any required narrowband constant phase shift. A 4-tap FIR filter designed in this way can generate constant phase shift within bandwidths of 0.04 (relative to the sampling frequency), with an error of less than 1°. Thus a beam can be formed with a bank of short FIR filters, each filter corresponding to one sensor. Due to the light computational load of this method, it is rather convenient for digital signal processors (DSP) to implement beamforming in real time. Satisfactory sonar beam patterns are shown to result from a TMS320C25-based emulation of the architecture     

实时处理三维视觉信息的DSP实现方案

在三维视觉系统中 ,采用数字信号处理器 ( DSP)对三维视觉信息进行实时处理 ,可以提高处理三维视觉信息的运算速度。在实时采集处理系统的实现方案中 ,信号采集子系统与 DSP之间的数据通信方式 ,实时采集处理系统与 PC机之间的数据传输方式 ,也是影响三维视觉系统信息处理速度的两个重要因素。该系统采用双端口 RAM和中断方式进行数据传输 ,实现了信号采集子系统与 DSP、实时采集处理系统与 PC机的并行处理 ,以提高整个三维视觉系统信息的处理速度     

光学浮标控制系统硬件设计

以光学浮标为控制对象, 以工作稳定、低功耗为目的, 设计海上工作控制硬件。采用嵌入式PC/104 CPU主板和以单片机为核心多功能板组合, 由PC/104 CPU主板完成采集数据、保存数据、通讯等工作, 多功能板实现计数、I/O控制、A/D转换、定时等功能。单片机结合日历时钟和电源总开关组成二级“看门狗”, 实现了海洋光学浮标控制系统无人值守、全天候、全过程独立工作。     

Adaptive noise canceling applied to Sea Beam sidelobe interferencerejection

An adaptive noise cancelling (ANC) technique involving a joint-process deterministic least-squares lattice filter was applied to the Sea Beam bathymetric survey system data. The filtering scheme used in Sea Beam adversely affects the underlying acoustic return and may also lead to bathymetric artifacts. The authors investigate a possible remedy for this sidelobe interference problem offered by ANC coupled with signal preservation, provided both amplitude and phase information. The joint-process deterministic least-squares lattice is the adaptive filter of choice because of its superior transit response in the presence of power discontinuities. A REVGEN (reverberation generator) simulation (R.P. Goddard, 1985) of the Sea Beam system provided support for the proposed filtering technique. A complex data acquisition system was designed and built to record the in-phase and quadrature component of Sea Beam returns. Initial ANC processing of these recorded Sea Beam data provided satisfactory sidelobe interference cancellation with no noticeable degradation of the actual bottom returns     

Underwater target detection using multichannel subband adaptivefiltering and high-order correlation schemes

In this paper, new pre- and post-processing schemes are developed to process shallow-water sonar data to improve the accuracy of target detection. A multichannel subband adaptive filtering is applied to preprocess the data in order to isolate the potential target returns from the acoustic backscattered signals and improve the signal-to-reverberation ratio. This is done by estimating the time delays associated with the reflections in different subbands. The preprocessed results are then beamformed to generate an image for each ping of the sonar. The testing results on both the simulated and real data revealed the efficiency of this scheme in time-delay estimation and its capability in removing most of the competing reverberations and noise. To improve detection rate while significantly minimizing the incident of false detections, a high-order correlation (HOC) method for postprocessing the beamformed images is then developed. This method determines the consistency in occurrence of the target returns in several consecutive pings. The application of the HOC process to the real beamformed sonar data showed the ability of this method for removing the clutter and at the same time boosting the target returns in several consecutive pings. The algorithm is simple, fast, and easy to implement